El documento describe la historia y características del amplificador operacional. Explica que en la década de 1940 se utilizaban circuitos analógicos para realizar operaciones, pero eran complejos. En 1967 Fairchild Semiconductor introdujo el primer amplificador operacional en un circuito integrado, lo que redujo su tamaño y costo. Un amplificador operacional es un dispositivo amplificador lineal de alta ganancia que puede usarse para realizar diversas funciones.

1. CONALEP SAN MARTÍN

2. AMPLIFICADOR OPERACIONAL
En la década de los cuarenta, las calculadoras analógicas
utilizaban circuitos electrónicos analógicos para realizar
ciertas operaciones. La complejidad que presentaban se
solucionaba al tomar una parte de la señal de salida e
introducirla en la entrada (realimentación). El nombre
de amplificador operacional proviene precisamente
de ser usado inicialmente para realizar operaciones
analógicas.

3. AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Los primeros Amplificadores Operacionales (Op. Amp.)
utilizaban los tubos al vacío, eran de gran tamaño y
consumían mucha potencia.
En 1967 la empresa "Fairchild Semiconductor"
introdujo al mercado el primer amplificador
operacional en la forma de un circuito integrado,
logrando disminuir su tamaño, consumo de energía y
su precio. Este dispositivo es un amplificador lineal de
alto rendimiento, con una gran variedad de usos.

4. AMPLIFICADOR OPERACIONAL

5. ETAPAS DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
El AOP está constituido básicamente por tres etapas:
- Etapa de entrada
- Etapa amplificadora
- Etapa en seguidor de tensión

6. Características del
Amplificador Operacional
Básicamente el Amp. Op. (Op. Amp.) es
un dispositivo amplificador de la
diferencia de sus dos entradas, con una
alta ganancia, una impedancia de
entrada muy alta, (mayor a 1
Megaohm) y una baja impedancia de
salida (de 8 a 20 ohmios).
Con estas característica se deduce que
las corrientes de entrada son
prácticamente nulas y que tiene la
característica de poder entregar
corriente relativamente alta
Internamente el Amplificador
Operacional contiene un gran número
de transistores, resistores, capacitores,
etc..

7. Definición de las terminales
del Amplificador Operacional

8. Circuito equivalente del A.O.
Circuito equivalente real
-
+
Vo
V1
V2
Vd
0,5·Rd
0,5·Rd Rcx
+
+
-
-
Ad·Vd
Ac·Vc
Ro
Rd – Impedancia de entrada
diferencial
Rcx – Impedancia de entrada
de modo común
Ro – Impedancia de salida
Ad – Ganancia diferencial
Ac – Ganancia de modo
común
Vo=Ad·Vd+Ac·Vc
Vd=V2-V1 y
Vc=(V1+V2)/2

9. Circuito equivalente ideal
Rd – Infinita
Rcx – Infinita
Ro – Nula
Ad – Infinita
Ac – nula
Vo=Ad·Vd;
Vd=V2-V1
-Vcc≤Vo≤+Vcc
Tensión de salida V0 acotada
-
+
Vo
V1
V2
Vd
+
-
Ad·Vd
+Vcc
-Vcc
Circuito equivalente del A.O.

10. Aspecto físico del
Amplificador Operacional

11. Alimentación del
Amplificador Operacional

12. Ganancia del
Amplificador Operacional
Ganancia en lazo abierto
Esta ganancia es aquella que tiene el amplificador operacional cuando no existe
ningún camino de realimentación entre la salida y alguna de las dos entradas. Ver el
diagrama inferior.
La ganancia del amplificador en lazo abierto está dada por la siguiente fórmula:
AV = Vsal/Vent
Donde:
AV = ganancia de tensión
Vsal = tensión de salida
Vent = tensión de entrada
En un amplificador operacional ideal, esta ganancia es infinita. Como el operacional
es real, su ganancia está entre 20,000 y 200,000 (en amplificador operacional 741C).
Este tipo de configuración se utiliza en comparadores, en donde lo que se desea es
saber cual de las dos entradas tiene mayor tensión

13. Ganancia en lazo abierto
Esta ganancia es aquella que tiene el amplificador operacional cuando
no existe ningún camino de realimentación entre la salida y alguna de las
dos entradas. Ver el diagrama inferior.
La ganancia del amplificador en lazo abierto está dada por la siguiente
fórmula:
AV = Vsal/Vent
Donde:
AV = ganancia de tensión
Vsal = tensión de salida
Vent = tensión de entrada
En un amplificador operacional ideal, esta ganancia es infinita. Como el
operacional es real, su ganancia está entre 20,000 y 200,000 (en el
amplificador operacional 741C).
Este tipo de configuración se utiliza en comparadores, en donde lo que
se desea es saber cual de las dos entradas tiene mayor tensión

14. Ganancia de lazo cerrado
Realimentación

15. Ganancia de lazo cerrado
Realimentación
Ejemplo:
Si R2 = 500 Kohmios y R1 = 10 Kohmios,
entonces
AV = -Vo/Vin = -R2/R1 = -500/10 = -50.
La ganancia será de 50 y la señal a la salida
estará invertida (signo menos)

16. Resumen

17. Referencias
www.unicrom.com